飛翔昆虫が逆さまに着地する仕組みについての最も詳細な解説は、新たなロボット技術に着想を与える可能性がある、と研究者らは報告しています。
「この研究を通じて、私たちはハエがどのようにして次の動作を実行するのかを理解しようとしました。逆さまに着地するときの、まばたきする間の動きです」と、ペン州立大学の機械工学助教授で、『Science Advances』誌に掲載された新たな論文の筆頭著者であるボー・チェン氏は述べています。Science Advances。
これは、飛翔昆虫が行う空中機動の中でも、おそらく最も難しく、最も理解が進んでいないものだ、と氏は述べています。「最終的には、これを工学的に再現したいと考えていますが、まずは理解する必要があります。」
チェン氏と共同研究者らは、ハエが天井や動く物体など、さまざまな表面に着地する際に用いる生体力学的および感覚的なプロセスを理解することを目指しています。
データを収集するため、研究チームはまず、高速ビデオ撮影を用いて飛行チャンバー内でハエの逆さまの着地行動を観察しました。その結果、昆虫は通常、逆さまに着地するために、完璧なタイミングで4つの動作を実行することがわかりました。すなわち、速度を上げ、（車輪のような）素早い体の回転動作を完了させ、脚を大きく伸ばし、最後に脚を補助的に使った体のスイングによって、足をしっかりと天井につけて着地するのです。
研究者らは、これらの動作が、ハエが目的の着地地点に近づく際に知覚する、一連の複雑な視覚的および感覚的な手がかりによって引き起こされていると考えています。
「まばたきする間に、これらのハエは体を完全に反転させて着地します。これは非常に見事です」と、機械工学の助教授であるジャン＝ミシェル・モンジョー氏は述べています。「私たちの身の回りでは常に起きていることですが、この動作の複雑さを実証しました。ロボットにも同じことができるようになることに、大きな関心が寄せられています。」
しかしながら、現在のロボット技術には、同じ動作を実行するために必要な速度と効率が著しく欠けています。
「私たちは自然に着想を求めています。これは工学の基礎科学を前進させるのに役立ち、ハエがどのようにしてこれらの問題を解決できるのかを理解することで、将来の技術に応用できるようになります」とモンジョー氏は述べています。
ロボット工学の発展に加え、この研究の意義は神経科学の分野にも及ぶ可能性があります。
「ハエの神経系は、なぜこれほど素早くこれを行えるのでしょうか。この研究は、極めて小さな神経系の中で、これらの動作がいかに速く実行されているかを改めて示しています。このデータは、脳がどのように機能するのかを理解するための新たな仮説につながる可能性があります」とモンジョー氏は述べています。
その他の共著者は、インドのバンガロールにある国立生物科学センターとコロラド州立大学です。本研究は全米科学財団の助成を受けています。
